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    光伏電源大規(guī)模、高密度接入電網(wǎng)在給用戶和電網(wǎng)公司帶來清潔能源的同時，也給電網(wǎng)規(guī)劃和運行帶來很多不利影響，主要包括：大規(guī)模光伏電源接入電網(wǎng)的消納問題；光伏發(fā)電輸出功率具有隨機性和波動性，其大規(guī)模、高滲透率接入配電網(wǎng)，改變了潮流分布，電壓越限問題突出；光伏電源高比例接入造成的諧波污染問題。如何克服制約新能源開發(fā)利用的技術(shù)瓶頸，進一步提高光伏電源接入容量是亟待解決的問題。針對上述技術(shù)難題，國網(wǎng)河北省電力有限公司邢臺供電分公司成立了科技攻關(guān)團隊，累計投入資金79萬元，提出了大規(guī)模、高密度光伏接入配電網(wǎng)規(guī)劃方法，開發(fā)了新型有功無功協(xié)調(diào)優(yōu)化控制并網(wǎng)逆變器和光伏逆變單相交流并網(wǎng)箱，解決了電壓調(diào)節(jié)問題，增強了邢臺電網(wǎng)光伏消納能力，提高了光伏電源并網(wǎng)的友好性。

    1.在電網(wǎng)規(guī)劃方面，提出了計及時序性與相關(guān)性的高比例光伏電源配電網(wǎng)規(guī)劃方法，給出了光伏接入電網(wǎng)選址定容規(guī)劃方案，提出了基于配電網(wǎng)儲能和需求側(cè)電價激勵的負(fù)荷轉(zhuǎn)移策略，解決了高密度分布式光伏電源優(yōu)化配置和消納難題。
2.在電網(wǎng)優(yōu)化運行方面，提出了并網(wǎng)逆變器有功和無功協(xié)調(diào)優(yōu)化控制策略，研制了參與電壓調(diào)節(jié)的新型并網(wǎng)逆變器，克服了傳統(tǒng)逆變器調(diào)壓能力弱的缺點，有效降低了含高比例光伏配電網(wǎng)的電壓越限風(fēng)險。
3.闡明了含高比例光伏配電網(wǎng)諧波形成機理和“源-網(wǎng)”交互耦合機理；針對含高比例光伏配電網(wǎng)諧波污染重、污染源分散化狀況，提出分布式主動化全局綜合諧波治理策略，提出了基于模態(tài)分析和智能算法的綜合諧波治理系統(tǒng)優(yōu)化配置方法，有效解決了含高比例光伏配電網(wǎng)諧波重污染問題。

    本項目研究成果包括計及時序性與相關(guān)性的高比例光伏電源配電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)和基于模態(tài)分析和智能算法的綜合諧波治理系統(tǒng)優(yōu)化配置技術(shù)，產(chǎn)品包括參與電壓調(diào)節(jié)的新型光伏組件、并網(wǎng)逆變器和交流并網(wǎng)箱等，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)和性能優(yōu)于同類技術(shù)或產(chǎn)品，均申請了相關(guān)專利加以保護，獨特的核心技術(shù)難以被獲取。
本項目技術(shù)難度和復(fù)雜程度高，難以被復(fù)制，主要體現(xiàn)在：（1）光伏發(fā)電具有明顯的間歇性、隨機性特點，容易使電網(wǎng)產(chǎn)生電壓波動和電壓越限問題。配電網(wǎng)線路阻抗比大，導(dǎo)致光伏并網(wǎng)后，有功功率與線路電壓有著較強的耦合性，隨著光伏滲透率的逐漸提高，光伏系統(tǒng)對電網(wǎng)電壓的影響顯著增大。如何改善光伏并網(wǎng)后引起的電壓越限問題是實現(xiàn)分布式光伏友好并網(wǎng)需要解決的難點問題；（2）利用電網(wǎng)中多個光伏逆變器的剩余容量進行無功調(diào)壓，在各光伏電源間建立通信并按照一定電壓控制目標(biāo)進行算法求解，得出各逆變器需要發(fā)出的無功功率，再以指令形式發(fā)送至各個逆變器執(zhí)行。這種方法雖然減少了硬件投入，節(jié)省了成本，但逆變器自身控制和指令控制之間容易發(fā)生控制矛盾，通信中斷時易出現(xiàn)逆變器不受控制，提高了光伏并網(wǎng)逆變器控制的難度。

    本項目提出的含高比例光伏電源配電網(wǎng)規(guī)劃方法應(yīng)用于邢臺、石家莊、保定、邯鄲、滄州等地區(qū)電網(wǎng)滾動修編和光伏電站規(guī)劃，綜合調(diào)整后變電站規(guī)劃更適應(yīng)光伏電源接入，在保障安全可靠運行的同時，電網(wǎng)利用率得到有效提升，提高了電網(wǎng)規(guī)劃整體經(jīng)濟效益。三年內(nèi)累計減少建設(shè)投資31830萬元，增加售電量收入2266.25萬元，節(jié)約網(wǎng)損423.79萬元。 在晶澳太陽能有限公司應(yīng)用改善光伏并網(wǎng)電壓越限的逆變器功率協(xié)調(diào)控制方法，生產(chǎn)具備功率協(xié)調(diào)控制的光伏逆變器作為光伏產(chǎn)品的配套設(shè)備，在家用光伏并網(wǎng)產(chǎn)品銷售市場取得突出的業(yè)績，市場占有率提高到約10%。截止2017年底，具備功率協(xié)調(diào)控制光伏逆變器配套的光伏裝機量達到285MW，銷售額累計新增977.15萬元，新增利潤195.43萬元。

    高滲透光伏接入配電網(wǎng)規(guī)劃與運行技術(shù)關(guān)系到電網(wǎng)的供電質(zhì)量和可靠性，多年來一直是國內(nèi)外電力行業(yè)研究的重點。國網(wǎng)河北省電力有限公司邢臺供電分公司作為本項目的牽頭單位，目前在進一步擴展本項目相關(guān)研究內(nèi)容，科研團隊不斷壯大，繼續(xù)完善研究體系，具有一定的技術(shù)儲備。目前在研的各類科技項目2項，已累計投入資金100余萬元，已受理發(fā)明專利2項。燕山大學(xué)目前在研國家自然科學(xué)基金項目2項，河北省自然科學(xué)基金青年基金項目1項，均與本項目相關(guān)聯(lián)，主要進一步研究電網(wǎng)分布式電能質(zhì)量治理設(shè)備聯(lián)合運行的優(yōu)化調(diào)度策略。晶澳太陽能有限公司繼續(xù)加大科研項目的資金投入，加大項目推廣應(yīng)用的力度，未來將引入最新研究成果，繼續(xù)優(yōu)化完善高比例光伏接入配電網(wǎng)規(guī)劃與運行技術(shù)。

    1.提出了一種主動配電網(wǎng)中計及時序性與相關(guān)性的分布式光伏長短期規(guī)劃-運行雙層機會約束優(yōu)化模型。針對光伏與負(fù)荷之間相關(guān)性、概率分布參數(shù)時序差異性特點，提出改進相關(guān)矩陣法與拉丁超立方技術(shù)相結(jié)合的方法，并利用該方法對每個時段的光伏與負(fù)荷進行相關(guān)性處理。在此基礎(chǔ)上，采用概率潮流法與嵌套的模擬退火粒子群算法(SAPSO)相結(jié)合的混合智能算法對上述模型進行求解。
2.JA-HY-120-TP-INVA型光伏并網(wǎng)逆變器具有無功有功智能調(diào)節(jié)，能夠根據(jù)光伏側(cè)和電網(wǎng)側(cè)狀態(tài)，協(xié)調(diào)控制有功和無功來進行調(diào)壓，可避免電網(wǎng)電壓越限，電網(wǎng)可以接入更多的光伏，無需安裝儲能裝置、靜止無功補償器或靜止同步補償器進行調(diào)壓，減少了用戶投資，提高了經(jīng)濟效益。
3.本項目提出一種基于模態(tài)分析法與遺傳算法相結(jié)合的諧波治理設(shè)備分步優(yōu)化配置方法。首先建立系統(tǒng)各次諧波的節(jié)點導(dǎo)納矩陣，采用模態(tài)分析法確定主動配電網(wǎng)中各次諧波濾波器的最佳安裝位置；然后采用遺傳算法優(yōu)化濾波器容量，在保證網(wǎng)絡(luò)節(jié)點諧波電壓和總畸變率符合諧波標(biāo)準(zhǔn)以及濾波器安全可靠運行的前提下，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和濾波效果的最優(yōu)化。

    2016年7月國家發(fā)改委和國家能源局發(fā)布的《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》指出，在“十三五”期間，全國光伏發(fā)電新增投產(chǎn)0.68億千瓦以上。到2020年，全國光伏發(fā)電裝機要達到1.1億千瓦以上，其中分布式光伏6000萬千瓦以上。在國家政策的指引下，2018年河北省將繼續(xù)加大光伏扶貧項目資金投入力度，建設(shè)光伏扶貧項目并網(wǎng)1.71GW，預(yù)計2018年底，河北省光伏并網(wǎng)容量將達到5.60GW。本項目研究成果應(yīng)用領(lǐng)域為供電企業(yè)、光伏電站和逆變器生產(chǎn)廠家，應(yīng)用市場非常廣闊。
本項目研究成果在晶澳太陽能有限公司得到轉(zhuǎn)化應(yīng)用，生產(chǎn)了具備功率協(xié)調(diào)控制的光伏逆變器作為光伏產(chǎn)品的配套設(shè)備，具有無功有功智能調(diào)節(jié)，能夠根據(jù)光伏側(cè)和電網(wǎng)側(cè)狀態(tài)，協(xié)調(diào)控制有功和無功來進行調(diào)壓，可避免電網(wǎng)電壓越限導(dǎo)致的光伏脫網(wǎng)。該產(chǎn)品在家用光伏并網(wǎng)產(chǎn)品銷售市場取得突出的業(yè)績，市場占有率提高到約10%。截止2017年底，具備功率協(xié)調(diào)控制光伏逆變器配套的光伏裝機量達到285MW，銷售額累計新增977.15萬元。

    本項目完成單位國網(wǎng)河北省電力有限公司邢臺供電公司、燕山大學(xué)與晶澳太陽能有限公司采用“產(chǎn)學(xué)研”協(xié)作方式進行合作。從2015年7月以來，一起協(xié)作開展項目的申報立項、研究開發(fā)、推廣應(yīng)用、結(jié)題驗收、申報專利、發(fā)表論文等工作。雙方以各自的知識產(chǎn)權(quán)共同申報2018年河北省科技進步獎，知識產(chǎn)權(quán)仍歸屬原單位，所有技術(shù)服務(wù)均簽訂相關(guān)合同和協(xié)議。
項目由國網(wǎng)邢臺供電公司牽頭，在三家項目完成單位分別成立了科技攻關(guān)團隊、技術(shù)研發(fā)團隊和產(chǎn)品開發(fā)團隊。2015年1月，國網(wǎng)河北省電力公司下達了科技項目“光伏發(fā)電對邢臺電網(wǎng)規(guī)劃的影響研究（kj2015-024）”和“光伏并網(wǎng)引起電壓偏差和諧波問題分析及解決對策研究（kj2015-026）”，共投入資金79萬元。為了配合項目的開展，燕山大學(xué)成立了技術(shù)研發(fā)團隊，投入60萬元建設(shè)了微電網(wǎng)試驗系統(tǒng)。為了進一步實現(xiàn)推進研究成果產(chǎn)業(yè)化，晶澳太陽能有限公司成立了產(chǎn)品開發(fā)團隊，累計投入資金50萬元，實現(xiàn)了新型參與電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)并網(wǎng)逆變器及其定制光伏組件的投產(chǎn)。

    高比例光伏電源配電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)目前已在國網(wǎng)河北省電力有限公司下屬石家莊、保定、邯鄲、滄州、衡水5家供電公司，國網(wǎng)冀北電力有限公司秦皇島供電公司及全省各地光伏電站推廣應(yīng)用，經(jīng)濟和社會效益顯著，在國網(wǎng)河北南網(wǎng)發(fā)揮了越來越重要的作用，需要進一步向全國推廣。
晶澳太陽能有限公司成立了產(chǎn)品開發(fā)團隊，研制了參與電壓調(diào)節(jié)的JA-HY-120-TP-INVA型光伏并網(wǎng)逆變器，克服了傳統(tǒng)逆變器調(diào)壓能力弱的缺點，并順利投產(chǎn)。目前該產(chǎn)品已在河北省內(nèi)光伏扶貧工程取得應(yīng)用，解決了光伏并網(wǎng)電壓越限的問題，提高了電網(wǎng)電壓合格率，降低了用戶投訴率，受到用戶的歡迎，市場占有率在省內(nèi)居于前列，具有較強的市場競爭力。該產(chǎn)品需要向全國推廣，定價為市場定價，銷售渠道可以分為廠家合作和技術(shù)轉(zhuǎn)讓形式。

    本項目團隊成員主要以中青年技術(shù)人員為主，均負(fù)責(zé)或參加過相關(guān)科研項目的實施和管理等工作，具有良好的寫作精神和刻苦鉆研精神，有很強的業(yè)務(wù)素質(zhì)、實踐經(jīng)驗和科技攻關(guān)研究水平，能夠勝任本項目賦予的職責(zé)。具有很好的市場導(dǎo)向思維，緊密跟隨市場發(fā)展形勢。項目團隊中博士、碩士等高學(xué)歷人才占有很大比例，目前在研縱向國家自然科學(xué)基金項目2項，河北省自然科學(xué)基金青年基金項目1項，均與本項目相關(guān)聯(lián)，主要進一步研究電網(wǎng)分布式電能質(zhì)量治理設(shè)備聯(lián)合運行的優(yōu)化調(diào)度策略。

    國網(wǎng)河北省電力有限公司邢臺供電分公司為國有企業(yè)，隸屬于國網(wǎng)河北省電力公司，擔(dān)負(fù)著邢臺地區(qū)可靠供電任務(wù)。公司供電面積12486平方公里，供電區(qū)域人口720萬。公司現(xiàn)有在職職工1600人，固定資產(chǎn)原值89.68億元。

    國網(wǎng)河北省電力有限公司邢臺供電分公司部門組織結(jié)構(gòu)包括：辦公室、發(fā)展建設(shè)部（項目管理中心）、人力資源部、財務(wù)資產(chǎn)部、黨群工作部、安全監(jiān)察部（保衛(wèi)部）、監(jiān)察審計部、調(diào)度控制中心、運維檢修部（檢修公司）、客戶服務(wù)中心（營銷部）、物資供應(yīng)公司。